Радиолокационный измеритель скорости движения транспортных средств "Искра - 1"

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Инженерный Институт

Кафедра электрификации и  автоматизации сельского хозяйства

 

 

 

 

Контрольная работа

по предмету

Компьютерные технологии в науке и производстве

 

Радиолокационный измеритель скорости движения транспортных средств "Искра - 1"

 

 

Выполнил: студент 3121 гр.

Чубарь А.В.

Проверил: Тихонкин И.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск 2013

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ
2. НАЗНАЧЕНИЕ
3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
4. СОСТАВ ИЗМЕРИТЕЛЯ
5. УСТРОЙСТВО И РАБОТА ИЗМЕРИТЕЛЯ
6. МАРКИРОВАНИЕ И ПЛОМБИРОВАНИЕ
7. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
8. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ
9. ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ И ИНДИКАЦИИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ВВЕДЕНИЕ

• Радиолокационный измеритель скорости (Радар) также относится к автоматизированным системам регулирования транспортных потоков. Он позволяет контролировать скорость движения автомобиля. Существует прибор способный засечь радар на расстоянии и сообщить водителю, который при этом снижает скорость до ограничения, что позволяет уменьшить количество нарушений Правил, а следовательно повысить безопасность движения.
• Радар излучает электромагнитный сигнал, который отражается от металлических объектов. Отраженный сигнал снова принимается радаром. Если объект движется, то частоты излученного и отраженного сигналов отличаются. По разнице частот радар определяет величину скорости объекта. 
• Существует несколько диапазонов частот, в которых разрешена работа дорожных радаров. Эти диапазоны определены международными соглашениями. В России решение о выделении тех или иных частот для любых целей принимается Государственным Комитетом по Радиочастотам (ГКРЧ). В мире наибольшее распространение получили 4 диапазона частот для дорожных радаров: 
•  
  Х-диапазон (10.525 ГГц +25 МГц),  
  К-диапазон (24.15 ГГц + 100 МГц),  
  Ка-диапазон (33.4ГГц - 36.0ГГц), 
  La - лазерный диапазон.
•  
  В России разрешены только три из них: Х, К и La - диапазоны.

На практике дальность  обнаружения зависит от многих условий: рельефа дороги, погодных условий, точности наведения радара инспектором ДПС. Дождь, снег, туман заметно снижают  дальность обнаружения. Максимальная дальность, на которой радар обеспечивает измерение скорости цели может достигать 500-800 метров. ГОСТ определяет дальность радара в 300 метров, не менее. Это означает только то, что радар не способный определить скорость цели на расстоянии в 300 м., не может пройти поверку и быть использованным в эксплуатации. Из данного требования вовсе не следует запрет на использование радара на расстояниях более или менее 300 метров. Кроме того, следует иметь ввиду, что в случае измерения скорости радаром, требования по точности выполняются независимо от расстояния до цели.

2. НАЗНАЧЕНИЕ.

Измеритель предназначен для использования сотрудниками ГИБДД с целью контроля скоростного  режима движения автотранспорта на дорогах  и улицах.

Измеритель может работать как в стационарном положении  при закреплении на кронштейне или "с руки", так и при установке  на движущемся патрульном автомобиле. В последнем случае измеритель позволяет  измерять скорости целей, движущихся в  переднем или заднем секторах обзора патрульного автомобиля.

Измеритель может использоваться в ручном (моноимпульсном) и в автоматическом режимах работы.

Предусмотрена возможность  установки регулируемого порога скорости, при превышении которого происходит запоминание значения измеренной скорости с одновременным включением отсчета таймера и подачей  звукового сигнала. Измеритель имеет  две ячейки памяти для записи скоростей  и связанных с ними показаний  таймера для двух целей одновременно (в ручном стационарном режиме).

При работе в движении производится измерение и вывод на индикатор как скорости контролируемой цели, так и собственной скорости.¹

Измеритель скорости может  быть использован совместно с  видеофиксатором “КАДР-1”.

Питание измерителя осуществляется от бортовой сети автомобиля или от автономного аккумулятора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ  ХАРАКТЕРИСТИКИ

3.1.Рабочая частота излучения  24.15±0.1 ГГц.

3.2.Дальность действия  измерителя не менее 300 м.

3.3.Диапазон измеряемых  скоростей от 30 до 180 км/ч.

3.4.Пределы допускаемой  абсолютной погрешности измерения  скорости +2 км/ч.

3.5.Время измерения скорости  не более 1 сек.

3.6.Время, в течение  которого измеритель обеспечивает  хранение в памяти одного или  двух значений скорости, превышающих  установленный порог, не менее  9 мин.

3.7.Дискретность установки  порогового значения скорости 1 км/ч.

3.8.Время установления  рабочего режима не более 3 сек. после включения питания.

3.9.Допустимая продолжительность  непрерывной работы не менее  16 час

3.10.Напряжение питания  измерителя от 11.0 до 16.0 В.

3.11.Средняя потребляемая  мощность не превышает 8 Вт.

3.12.Масса измерителя с  кабелем не превышает 0.9 кг.

3.13.Габаритные размеры  измерителя не более 270 х 180 х 70 мм.

3.14.Измеритель осуществляет  выделение скорости самой быстрой  цели из группы при превышении  ее скорости над остальными  на 10км/час и соотношении их  площадей не менее 1:10.

3.15.Измеритель осуществляет  измерение скорости встречных  и попутных транспортных средств при работе с борта движущегося патрульного автомобиля. При этом индицируются обе скорости - цели и собственая.¹

3.16.Измеритель выводит  на индикатор текущее время  от момента превышения установленного  скоростного порога для обеих  ячеек памяти. Цена младшего разряда  трехразрядного индикатора для  скорости – 1км/час, для времени  – 1 сек, при этом в самом  старшем разряде фиксируются  минуты.

3.17.Измеритель может работать  в ручном или автоматическом  режиме. В ручном режиме запуск  производится кнопкой - курком, скорость  определяется по одиночному излученному  импульсу и выводится на индикатор.  В автоматическом режиме происходит  периодическое излучение сигнала  и на индикатор выводится текущая  скорость. При превышении порогового  значения скорости излучение  прекращается, скорость цели автоматически  заносится в память и подается  звуковой сигнал.

3.18.В измерителе предусмотрена  возможность регулировки яркости  индикатора и громкости звукового  сигнала в процессе эксплуатации.

3.19.Измеритель снабжен  выключателем питания, защищен  от переполюсовки и подает сигнал тревоги при снижении напряжения питания ниже нормы.

3.20.Измеритель выводит  информацию о состояния источника  питания на индикатор.

3.21.Измеритель имеет индикатор  СВЧ излучения.

3.22.Измеритель осуществляет  селекцию направления движения  цели (за исключением исполнения  “Искра-1”В).

3.23.Измеритель сохраняет  свои характеристики при воздействии  следующих климатических условий:

• температуры окружающего воздуха от минус 30 до +50 ^oС,
• относительной влажности до 90% без конденсации влаги,
• атмосферном давлении от 60 до 106.7 кПа.

3.24.Измеритель сохраняет  свои характеристики после воздействия  предельных климатических условий:

• температуры от минус 50 до +55 ^oС,
• относительной влажности до 95% при +30 ^oС.

3.25.Измеритель сохраняет  свои характеристики после воздействия  10 циклов вибрации в диапазоне  частот от 10 до 70 Гц с амплитудой 0.15 мм.

3.26.Измеритель сохраняет  свои характеристики после воздействия  4000 ударов с частотой от 10 до 50 ударов в мин при максимальном ускорении 150 м/cек² и длительности 6 мсек.

3.27.Измеритель сохраняет  свои характеристики после воздействия  трех одиночных ударов с максимальным  ускорением 500 м/cек² и длительностью 3 мсек.

3.28.Измеритель сохраняет  свои характеристики после воздействия  тряски в транспортной таре  с частотой 50 - 120 ударов в мин в течение 2 часов с максимальным ускорением 30 м/cек².

3.29.Измеритель сохраняет  свои характеристики после свободного  падения с высоты 0.35 м на твердую  поверхность.

3.30.Измеритель сохраняет  свои характеристики при воздействии  внешних полей напряженностью 10 В/м в диапазоне частот 10 кГц / 300 МГц и 3 В/м в диапазоне частот 300 МГц / 1000 МГц.

3.31.Средняя наработка  на отказ не менее 5000 час.

3.32.Средний срок службы  до списания не менее 5 лет.

3.33.Плотность потока мощности  излучения в обратном направлении  на расстоянии 0.5 м. не превышает  10 мкВт/cм²

3.34.Измеритель имеет шнур  питания длиной 3 м. с разъемом  под гнездо прикуривателя автомобиля. Длина шнура и тип разъема  (под отечественные автомобили  или иномарки) могут быть изменены  по заявке потребителя.

3.35.Предусмотрена возможность  крепления измерителя на боковом  стекле автомобиля с помощью  кронштейна при работе в стационарном  положении.

3.36.Для работы в движении  имеется легкосъемный штатив  для установки измерителя в  салоне патрульного автомобиля.

3.37.При использовании  совместно с видеофиксатором “КАДР-1” измеритель выдает информацию о скорости движения и направлении движения на дисплей видеофиксатора.

 

 

 

 

 

 

 

 

4. СОСТАВ ИЗМЕРИТЕЛЯ

1. Измеритель со шнуром  питания 1 шт.;

2. Кронштейн для крепления  на стекло автомобиля 1 шт.;

3. Руководство по эксплуатации 1 экз.;

4. Формуляр 1 экз.;

5. Футляр для транспортировки  и хранения 1 шт.

5. УСТРОЙСТВО И  РАБОТА ИЗМЕРИТЕЛЯ

5.1. Принцип действия.

Принцип действия измерителя основан на использовании эффекта  Доплера, заключающегося в изменении  частоты сигнала радиолокатора  при отражении от движущегося  объекта. Существенно, что изменение  частоты пропорционально скорости объекта. Поэтому определение скорости сводится к измерению разности между  частотами излученного и отраженного  от цели сигналов.

Для анализа спектра и  определения значений интересующих частот используется аппарат цифровой обработки низкочастотных сигналов на основе преобразования Фурье. Анализ получаемых в результате его применения полных спектров позволяет выделить скорость самой быстрой цели на фоне более медленных, раздельно определять собственную скорость и скорость цели при работе в движении.

Для селекции целей по направлению  движения используются два независимых  канала. Определение относительного фазового сдвига между доплеровскими  сигналами двух каналов позволяет  принять решение о направлении  движения цели. В приборах без селекции направления (исполнение “Искра-1”В) второй канал отсутствует.

Выходные сигналы из двух каналов (или одного для прибора  “Искра-1”В) поступают в вычислитель, где производится оцифровка, запоминание и дальнейшая математическая обработка для получения информации о скоростях движения целей.

При получении информации об измеренных скоростях последняя в цифровом виде передается на плату управления и индикации. На этой плате расположены кнопки управления измерителем, а также трехразрядный десятичный светодиодный индикатор повышенной яркости. После каждого цикла измерений генератор СВЧ выключается, что позволяет существенно облегчить тепловой режим измерителя, снизить потребляемую им мощность и резко повысить его защищенность от возможных средств противодействия.

Плата управления и индикации  осуществляет так же распределение  и хранение информации в ячейках  памяти, установку порога скорости, измерение текущего с момента  превышения порога времени и его  индикацию. Кроме того, здесь же производится регулировка яркости свечения индикаторов  и контроль состояния источника  питания.

На плате питания расположен модулятор и стабилизатор питания  СВЧ генератора, а также микросирена подачи звуковых сигналов. Кроме того, эта плата выполняет функции промежуточных коммутаций с частью органов управления, индикации и разъемов внешних подсоединений. Подсоединение измерителя к бортовой сети автомобиля или к носимому аккумулятору осуществляется через внешний разъем. В цепи питания стоит защищающий от переполюсовки диод и выключатель.

Для подсоединения внешних  устройств и контроля основных цепей  измерителя используется специальный  разъем Х2. Его цоколевка при виде со стороны присоединения показана на рис.1.

Контрольные выходы 1 (контакт 3 разъема Х2) и 2 (контакт 1) используются для проверки прохождения сигнала через линейную часть тракта обоих каналов (в исполнении “Искра-1”В вых.2 отсутствует). Кроме того, контакт 3 используется как вход цифровых данных, поступающих из внешних устройств (протокол RS232), а контакт 1 - для управления выборкой цели в режиме движения при измерении попутных целей. Соединение его с контактом 7 (общий) переводит прибор в режим выборки самой большой цели. Выход данных (контакт 2) – для передачи цифровой информации по протоколу RS232 во внешние устройства, синхроимпульс (контакт 4)– для запуска внешних устройств и контроля питания генератора СВЧ.